(57)【要約】【課題】フラックスバリアを形成しつつ、マグネットを所望の位置に簡単に位置決めできる電動機用ロータおよびこの電動機用ロータを用いたブラシレスモータを提供する。【解決手段】スリット内に設けられたマグネット１３を備えた電動機用のロータにおいて、ロータコア４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）の軸方向からスリットを覆う端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）が設けられ、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）の主面には、マグネット１３を径方向両側から挟持し、スリット内でのマグネット１３の径方向の移動を規制する一対の径方向規制片が設けられ、径方向規制片は、非磁性材料により形成されていることを特徴としている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の径方向に沿うように軸方向に複数のスリットが形成されたロータコアと、前記スリット内に設けられたマグネットと、を備えた電動機用ロータにおいて、
前記ロータコアの軸方向の少なくとも一方側に固定され、少なくとも前記スリットの一部を覆うマグネット規制部材が設けられ、
前記マグネット規制部材の前記ロータコアが配置される側の主面には、前記マグネットを径方向両側から挟持し、前記スリット内での前記マグネットの径方向の移動を規制する一対の径方向規制片が設けられ、
前記径方向規制片は、非磁性材料により形成されていることを特徴とする電動機用ロータ。
【請求項２】
前記径方向規制片の前記マグネットが当接する面には、前記マグネットの周方向の移動を規制する周方向規制部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機用ロータ。
【請求項３】
前記周方向規制部は、前記ロータコアの周方向に向かって傾斜した傾斜面であることを特徴とする請求項２に記載の電動機用ロータ。
【請求項４】
前記ロータコアは、回転シャフトの外周面に固定され、
前記マグネット規制部材の挿入孔の直径は、前記回転シャフトに圧入可能に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機用ロータ。
【請求項５】
前記ロータコアには、軸方向に沿って固定孔が形成されている一方、
前記マグネット規制部材の前記ロータコアが配置される側の主面には、前記固定孔に対応する位置に固定突起が形成され、
前記固定突起の外形は、前記固定孔に圧入可能に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機用ロータ。
【請求項６】
複数の前記ロータコアを軸方向に複数積層し、前記複数のロータコアの間に前記マグネット規制部材を介装し、
隣接する前記複数のロータコアは、互いに周方向に所定角度ずれて配置され、
前記マグネット規制部材の軸方向における一方側主面には第一の前記径方向規制片が形成され、
前記マグネット規制部材の軸方向における他方側主面には第二の前記径方向規制片が形成され、
前記第一の径方向規制片と、前記第二の径方向規制片とは、周方向に前記所定角度ずれて形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機用ロータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の電動機用ロータを備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機用ロータおよびこの電動機用ロータを備えたブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動機として、コイルが巻装されたティースを有するステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータとを備え、コイルへの通電制御を行うことによりロータを回転駆動させるブラシレスモータが知られている。
【０００３】
この種のブラシレスモータのロータは、回転軸と、この回転軸に外嵌固定される略円柱状のロータコアと、ロータコアの外周面に設けられたマグネットとを有している。マグネットはブロック状に形成されており、ロータコアの外周側において、周方向に磁極が交互に変わるように配置されている。
【０００４】
マグネットをロータに配置する方式としては、ロータコアにスリットを複数形成し、スリット内にマグネットを配置する埋込方式（ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）が知られている。
また、近年では、ＩＰＭモータの中でも、ロータコア内に径方向に沿うようにマグネットを配置し、磁気異方性の強い形状を持たせることによって大きなリラクタンストルクを発生させるＰＭＲ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載のロータには、マグネットが配設される収容孔（スリット）と、収容孔の径方向の端部においてマグネットの幅より大きく設定された大幅部とが形成されている。ロータコアの軸方向端面には、マグネットの軸方向端面の少なくとも一部を覆うプレートが固定されており、プレートには、大幅部内でマグネットと径方向に当接してマグネットの径方向外側への移動を規制する大幅部内規制片が形成されている。マグネットは、大幅部内規制片によって径方向外側から径方向内側に向かって押圧されており、マグネットの内径側端部がロータコアに当接した状態で径方向のがたつきが防止されている。
【０００６】
ところで、ＰＭＲモータは、マグネットの周方向に磁束が発生してマグネット間のロータコアを磁化させている。したがって、磁気効率よくロータコアを磁化させるためには、マグネットの径方向への磁束の漏洩を抑制することが要求される。また、ロータコア内におけるマグネットの径方向の位置は、ロータのリラクタンストルクに影響を与えることが知られている。
したがって、高性能なＰＭＲモータを形成するには、マグネットの径方向に磁束の漏洩を防止するフラックスバリアを設けつつ、マグネットを所望の位置に位置決めすることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１では、マグネットの径方向内側がロータコアに当接して位置決めされているので、フラックスバリアをマグネットの径方向に形成しつつマグネットの位置決めするのが困難である。
【０００９】
また、大幅部内規制片を有するプレートは、リベットによりロータに固定されているため、マグネットの位置決めに必要な部品点数が多くなり、マグネットの位置決め構造が複雑となる。
また、従来技術以外にも、例えば接着剤を用いてマグネットをロータコアに固定する方法が広く採用されているが、マグネットに接着剤を均一に塗布するのは困難である。さらに、マグネットを位置決めしつつ接着剤を硬化させるための設備が必要であり、接着剤が硬化するまでに多大な時間を要するため、製造コストが増大する要因となっていた
【００１０】
そこで本発明は、フラックスバリアを形成しつつ、マグネットを所望の位置に簡単に位置決めできる電動機用ロータおよびこの電動機用ロータを用いたブラシレスモータの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る電動機用ロータは、回転軸の径方向に沿うように軸方向に複数のスリットが形成されたロータコアと、前記スリット内に設けられたマグネットと、を備えた電動機用ロータにおいて、前記ロータコアの軸方向の少なくとも一方側に固定され、少なくとも前記スリットの一部を覆うマグネット規制部材が設けられ、前記マグネット規制部材の前記ロータコアが配置される側の主面には、前記マグネットを径方向両側から挟持し、前記スリット内での前記マグネットの径方向の移動を規制する一対の径方向規制片が設けられ、前記径方向規制片は、非磁性材料により形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、径方向規制片でマグネットを挟持して位置決めしているので、径方向に面するスリットと、マグネットの径方向の端面との間に磁束の漏洩を防止するフラックスバリアを形成できる。さらに、径方向規制片は非磁性材料で形成されているので、フラックスバリア領域に径方向規制片が介在しても、フラックスバリアの機能に影響を与えることがない。したがって、マグネットの径方向にフラックスバリアを形成しつつマグネットを位置決めできる。
また、マグネット規制部材に形成された一対の径方向規制片でマグネットを挟持することにより、従来のように接着剤を用いることなくマグネットの径方向における位置決めをできる。したがって、煩雑な工程を行うことなく作業時間を短縮でき、製造コストを抑えつつ、簡単にマグネットの位置決めができる。
また、径方向規制片の形成位置を変更するだけで、良好なリラクタンストルクが得られるように、所望の位置にマグネットを位置決めできる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る電動機用ロータは、前記径方向規制片の前記マグネットが当接する面には、前記マグネットの周方向の移動を規制する周方向規制部が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、マグネットが当接する面に周方向規制部を設けることで、径方向に加えて周方向にもマグネットを位置決めできる。これにより、磁気特性にばらつきの少ないロータを形成できる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係る電動機用ロータは、前記周方向規制部は、前記ロータコアの周方向に向かって傾斜した傾斜面であることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、マグネットが当接する面に傾斜面を形成することで、径方向に加えて周方向にもマグネットを簡単に位置決めできる。これにより、磁気特性にばらつきの少ないロータを形成できる。
【００１７】
また、本発明の請求項４に係る電動機用ロータは、前記ロータコアは、回転シャフトの外周面に固定され、前記マグネット規制部材の挿入孔の直径は、前記回転シャフトに圧入可能に設定されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、マグネット規制部材の挿入孔に回転シャフトを圧入するだけでマグネット規制部材をロータコアの軸方向の外側に固定できるので、部品点数を増やすことなくマグネット規制部材を固定できる。また、簡単な構造でマグネット規制部材を固定できるので、少ない工数で電動機用ロータを形成できる。したがって、マグネット規制部材を備えた電動機用ロータを低コストに提供できる。
【００１９】
また、本発明の請求項５に係る電動機用ロータは、軸方向に沿って固定孔が形成されている一方、前記マグネット規制部材の前記ロータコアが配置される側の主面には、前記固定孔に対応する位置に固定突起が形成され、前記固定突起の外形は、前記固定孔に圧入可能に設定されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明によれば、ロータコアの固定孔にマグネット規制部材の固定突起を圧入するだけでマグネット規制部材をロータコアの軸方向の外側の固定できるので、部品点数を増やすことなくマグネット規制部材を固定できる。特に、ロータコアに直接マグネット規制部材を固定できるので、精度良くマグネットを位置決めできる。
【００２１】
また、本発明の請求項６に係る電動機用ロータは、複数の前記ロータコアを軸方向に複数積層し、前記複数のロータコアの間に前記マグネット規制部材を介装し、隣接する前記複数のロータコアは、互いに周方向に所定角度ずれて配置され、前記マグネット規制部材の軸方向における一方側主面には第一の前記径方向規制片が形成され、前記マグネット規制部材の軸方向における他方側主面には第二の前記径方向規制片が形成され、前記第一の径方向規制片と、前記第二の径方向規制片とは、周方向に前記所定角度ずれて形成されていることを特徴としている。
【００２２】
本発明によれば、マグネット規制部材には、第一の径方向規制片と第二の径方向規制片とが周方向に所定角度ずれて形成されているので、マグネット規制部材の一方側と他方側とで周方向に所定角度ずれた状態でマグネットの位置決めができる。これにより、周方向の磁束ムラを低減でき、トルクリップルの低減できる高性能なスキュー角を有する電動機用ロータを形成できるので、モータ特性を向上できる。
【００２３】
また、本発明の請求項７に係るブラシレスモータは、上述した電動機用ロータを備えていることを特徴している。
【００２４】
本発明によれば、フラックスバリアを形成しつつ、マグネットを所望の位置に簡単に位置決めできる電動機用ロータを備えたブラシレスモータを形成できる。したがって、磁気効率に優れた高性能なブラシレスモータを簡単かつ低コストに形成できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、径方向規制片でマグネットを挟持して位置決めしているので、径方向に面するスリットと、マグネットの径方向の端面との間に磁束の漏洩を防止するフラックスバリアを形成できる。さらに、径方向規制片は非磁性材料で形成されているので、フラックスバリア領域に径方向規制片が介在しても、フラックスバリアの機能に影響を与えることがない。したがって、マグネットの径方向にフラックスバリアを形成しつつマグネットを位置決めできる。
また、マグネット規制部材に形成された一対の径方向規制片でマグネットを挟持することにより、従来のように接着剤を用いることなくマグネットの径方向における位置決めをできる。したがって、煩雑な工程を行うことなく作業時間を短縮でき、簡単にマグネットの位置決めができる。
また、径方向規制片の形成位置を変更するだけで、良好なリラクタンストルクが得られるように、所望の位置にマグネットを位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態のブラシレスモータの中心軸を含む断面図である。
【図２】第一実施形態の電動機用ロータの斜視図である。
【図３】第一実施形態の電動機用ロータの分解斜視図である。
【図４】第一実施形態のロータコアの平面図である。
【図５】第一実施形態の端部マグネット規制部材の斜視図である。
【図６】第一実施形態の径方向規制片の説明図である。
【図７】縦軸をギャップとし、横軸をロータのリラクタンストルクとしたときの、ギャップとロータのリラクタンストルクとの関係を表すグラフである。
【図８】第一実施形態の中間マグネット規制部材の斜視図である。
【図９】第一実施形態の変形例の端部マグネット規制部材の説明図である。
【図１０】第一実施形態の変形例の第一ロータコアの説明図である。
【図１１】第二実施形態の端部マグネット規制部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第一実施形態のブラシレスモータ）
以下に、図面を用いて、第一実施形態の電動機用ロータおよびこの電動機用ロータを備えたブラシレスモータの説明をする。
図１は、ブラシレスモータ１の中心軸Ｏを含む断面図である。
図１に示すように、電動機としてのブラシレスモータ１は、例えば、不図示の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）に用いられるものであって、ステータハウジング２に圧入されたステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられたロータ４とを有している。
【００２８】
ステータハウジング２は、有底筒形状を有し、筒状部分の内周にステータ３が圧入されている。ステータハウジング２の底部２ａには、中央部に軸受５が圧入されている。なお、以下の説明では、ステータハウジング２の開口側を軸方向の一方側とし、底部２ａ側を軸方向の他方側として説明する。
ステータ３は、略円筒状のステータコア１０を有している。ステータコア１０の外周面は、ステータハウジング２の内周面に、例えば圧入等によって固定されている。ステータコア１０には、径方向内側に向かって複数のティース（不図示）が周方向に等間隔で突設されている。ティースには、インシュレータ１１を介してコイル１２が巻装されている。なお、ステータコア１０は複数枚の鋼板材を積層状に重ねて構成されている。
【００２９】
各ティースに巻装されているコイル１２の端末部は、ステータハウジング２の一方側（図１における左側）に向かって引き出され、ここに配置されているバスバーユニット２２に接続されている。
バスバーユニット２２は、外部からの電力をコイル１２に供給するためのものであって、略円環状の樹脂モールド体２２ａに金属製の複数のバスバー２２ｂが埋設されている。そして、各バスバー２２ｂに、それぞれ所定のコイル１２の端末部が接続されている。
【００３０】
バスバーユニット２２は、ターミナル２３を介して、ステータハウジング２の外周部に突設された電源コネクタ（不図示）に接続されている。電源コネクタには、外部電源から延びる電源ケーブルのコネクタ（いずれも不図示）が嵌着固定可能に形成されており、外部からの電力をバスバーユニット２２に供給できるようになっている。
【００３１】
バスバーユニット２２の一方側（図１における左側）には、ステータハウジング２の開口部を塞ぐブラケット７が設けられている。
ブラケット７は略円盤状に形成されており、中央部には軸受支持孔２０が形成されている。軸受支持孔２０には軸受２１が圧入固定されている。
【００３２】
また、ブラケット７には、後述するロータ４の回転位置検出用のレゾルバ１４を構成するレゾルバステータ１４ａが固定されている。レゾルバステータ１４ａは、回転シャフト６と一体に回転するレゾルバロータ１４ｂの回転位置を検出可能になっている。
また、ブラケット７の外周部には、ボルト孔２４が設けられている。ボルト孔２４にはボルト（不図示）が挿通されて、ブラシレスモータ１が被取付体（不図示）に締結固定される。
【００３３】
（ロータ）
図１に示すように、電動機用のロータ４は、回転シャフト６と、回転シャフト６の一方側から他方側（図１の左側から右側）に向かって、同軸にかつ軸方向に沿って並んで配置されるロータコア４１（第一ロータコア４１ａ、第二ロータコア４１ｂおよび第三ロータコア４１ｃ）と、各ロータコア４１ａ，４１ｂ，４１ｃ内に各ロータコア４１ａ，４１ｂ，４１ｃの周方向に沿って配置されるマグネット１３とを備えている。なお、各ロータコア４１ａ、４１ｂ，４１ｃは複数枚の鋼板材を積層状に重ねて構成されている。
また、ロータ４は、第一ロータコア４１ａの一方側および第三ロータコア４１ｃの他方側に、それぞれ端部マグネット規制部材（請求項の「マグネット規制部材」に相当。）５０（５０ａ，５０ｂ）を備え、第一ロータコア４１ａと第二ロータコア４１ｂとの間、および第二ロータコア４１ｂと第三ロータコア４１ｃとの間に、それぞれ中間マグネット規制部材（請求項の「マグネット規制部材」に相当。）６０（６０ａ，６０ｂ）を備えている。
【００３４】
回転シャフト６は、ブラケット７に設けられた軸受２１と、ステータハウジング２の底部２ａに設けられた軸受５とにより、ブラシレスモータ１の中心軸Ｏと一致するように回転自在に支持されている。
【００３５】
（ロータコア）
図２は電動機用のロータ４の斜視図、図３は電動機用のロータ４の分解斜視図である。なお、図２および図３では、分かりやすくするために、回転シャフト６の図示を省略している。
図２および図３に示すように、各ロータコア４１ａ，４１ｂ，４１ｃは同一形状に形成されている。したがって、以下では、第一ロータコア４１ａについて説明をし、第二ロータコア４１ｂおよび第三ロータコア４１ｃについては説明を省略する。
第一ロータコア４１ａは、略円盤状に形成された複数の電磁鋼板を中心軸Ｏに沿って積層することで形成される。第一ロータコア４１ａの軸方向の長さは、ステータコア１０（図１参照）の軸方向の長さの約１／３となるように設定されている。
【００３６】
図４は、ロータコア４１（第一ロータコア４１ａ）の平面図である。なお、図４では、マグネット１３を二点鎖線で記載している。
図４に示すように、第一ロータコア４１ａの外周面には、径方向外側に向かって膨出する膨出部４２が形成されている。膨出部４２は、所定の一定曲率で軸方向視略円弧形状に形成されている。膨出部４２は、ロータ４（図１参照）の磁極数に対応して複数（本実施形態では６個）形成されている。膨出部４２は、最も径方向外側に位置する頂部４２ａが、軸方向から見て周方向に等ピッチ（本実施形態では６０°ピッチ）となるように形成されている。
【００３７】
第一ロータコア４１ａの中心には、圧入孔４３が形成されている。圧入孔４３の直径は、回転シャフト６に対して圧入固定可能なように設定される。
圧入孔４３の内周面の一部には、平面部４３ａが形成されている。平面部４３ａは、回転シャフト６に第一ロータコア４１ａを圧入固定したとき、回転シャフト６に形成された平面部（不図示）と面接触するようになっている。これにより、第一ロータコア４１ａと回転シャフト６との周方向の相対移動を規制している。
【００３８】
第一ロータコア４１ａには、圧入孔４３の径方向外側であって、各膨出部４２の周方向の境界４２ｂに対応した位置に、複数（本実施形態では６個）のスリット４４が径方向に沿うように軸方向に貫通して略等ピッチ（本実施形態では６０°ピッチ）に形成されている。スリット４４は、第一ロータコア４１ａの径方向外側に開口４４ａを有し、径方向内側に底面４４ｂを有し、軸方向視略Ｕ字形状に形成されている。スリット４４には、端部マグネット規制部材５０ａおよび中間マグネット規制部材６０ａ（図３参照、いずれも図４において不図示）に挟持されて、マグネット１３が配置される。
【００３９】
（マグネット）
図３に示すように、マグネット１３は、ブロック状に形成されたセグメント型のネオジム等からなる永久磁石である。図４に示すように、各マグネット１３は、周方向に沿って磁極が形成されており、隣り合う各スリット４４間で同一の磁極が面するように配置されている。そして、隣り合うマグネット１３，１３により、各マグネット１３，１３間の膨出部４２が磁化されて、隣り合う膨出部４２の磁極が交互に入れ替わるように形成される。これにより、ロータ４（図１参照）はリラクタンストルクを発生できる。
【００４０】
マグネット１３の軸方向の長さは、第一ロータコア４１ａの軸方向の長さと略一致するように設定されている。また、マグネット１３の径方向内側面１３ａと径方向外側面１３ｂとの離間距離は、スリット４４の壁面４４ｃ，４４ｄの径方向の長さよりも狭く設定され、かつロータ４に要求されるリラクタンストルクに応じて設定される。また、マグネット１３の周方向側面１３ｃ，１３ｄの離間距離は、スリット４４の壁面４４ｃ，４４ｄの離間距離よりも若干狭くなるように設定されている。なお、スリット４４内におけるマグネット１３の径方向における位置については後述する。
【００４１】
（端部マグネット規制部材）
図５は、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）の斜視図である。なお、第一ロータコア４１ａの一方側（図３における上側）に配置される端部マグネット規制部材５０ａと、第三ロータコア４１ｃの他方側（図３における下側）に配置される端部マグネット規制部材５０ｂとは、同一に形成されている。したがって、以下の説明では、一方側の端部マグネット規制部材５０ａについて説明をし、他方側の端部マグネット規制部材５０ｂについては説明を省略する。
【００４２】
図５に示すように、端部マグネット規制部材５０ａは、外形がロータコア４１の外形と略同一に形成された平板状の部材である。
端部マグネット規制部材５０ａの中央には、第一ロータコア４１ａ側（図３参照）に面する第一主面５１と反対側に面する第二主面５２とを貫通するシャフト挿入孔５３（請求項の「挿入孔」に相当。）が形成されている。シャフト挿入孔５３は、回転シャフト６（図１参照）よりも小径に形成されており、回転シャフト６に対して圧入固定可能に形成されている。ロータコア４１の軸方向外側から回転シャフト６に端部マグネット規制部材５０ａのシャフト挿入孔５３を圧入することで、端部マグネット規制部材５０ａが回転シャフト６に外嵌されて第一ロータコア４１ａ（図３参照）の軸方向外側に取り付けられる。
【００４３】
（径方向規制片）
端部マグネット規制部材５０ａには、シャフト挿入孔５３の径方向外側に、マグネット挟持部５５が形成されている。マグネット挟持部５５は、軸方向から見て周方向に等ピッチ（本実施形態では６０°ピッチ）に６箇所形成されている。
マグネット挟持部５５には、第一主面５１から第一ロータコア４１ａ側に向かって、第一主面５１に対して略垂直に立設された一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂが形成されている。一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂは、それぞれ略平板状の同一形状に形成されており、一方の径方向規制片５６ａは径方向内側に配置され、他方の径方向規制片５６ｂは径方向外側に配置されている。
【００４４】
一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂの軸方向における長さは、第一ロータコア４１ａ（図３参照）の軸方向の長さの１／２よりも若干短くなるように設定されている。これにより、第一ロータコア４１ａの一方側に端部マグネット規制部材５０ａを配置し、他方側に後述する中間マグネット規制部材６０ａ（図３参照）を配置したとき、互いに干渉することなく配置できる。
また、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂの周方向における幅は、スリット４４（図４参照）の周方向の幅よりも若干狭くなるように設定されている。一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂの径方向の厚さは、マグネット１３の重量により適宜設定される。
また、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂの径方向における離間距離は、マグネット１３（図４参照）の径方向内側面１３ａと径方向外側面１３ｂとの離間距離よりも若干狭く設定されている。したがって、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂは、マグネット１３の径方向内側面１３ａおよび径方向外側面１３ｂを、マグネット１３の径方向両側から挟持可能となっている。
【００４５】
図６は、径方向規制片５６ａ，５６ｂの説明図であり、第一ロータコア４１ａを軸方向の他方側（図２における下側）の端面から見たときの説明図である。
図６に示すように、端部マグネット規制部材５０ａが第一ロータコア４１ａに取り付けられると、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂは、各々スリット４４内において径方向内側および径方向外側に配置される。
そして、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂの間には、マグネット１３が配置される。このとき、マグネット１３の径方向内側面１３ａおよび径方向外側面１３ｂと、端部マグネット規制部材５０ａの一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂとが当接して、マグネット１３が一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂによって挟持される。これにより、スリット４４内におけるマグネット１３の周方向の位置が規制され、マグネット１３が位置決めされる。
【００４６】
このとき、マグネット１３は、マグネット１３の径方向内側面１３ａと、スリット４４の底面４４ｂとの間がギャップαだけ離間して配置される。これにより、マグネット１３の径方向内側面１３ａと、スリット４４の底面４４ｂとの間には空隙が形成され、この空隙は径方向内側のフラックスバリア４６として機能する。
また、マグネット１３は、マグネット１３の径方向外側面１３ｂと、スリット４４の開口４４ａに仮想的に形成される各膨出部４２の境界４２ｂ（図６において破線で表示）との間がギャップβだけ離間して配置される。これにより、マグネット１３の径方向外側面１３ｂのさらに外側には空隙が形成され、この空隙は径方向外側のフラックスバリア４７として機能する。
ここで、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂは樹脂等の非磁性材料により形成されている。したがって、フラックスバリア４６，４７の機能に影響を与えることなく、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂを配置できる。
【００４７】
図７は、縦軸をギャップαおよびギャップβとし、横軸をロータ４のリラクタンストルクとしたときの、ギャップαおよびギャップβとロータ４のリラクタンストルクとの関係を表すグラフである。
図７に示すように、マグネット１３の径方向内側面１３ａと、スリット４４の底面４４ｂとの間のギャップαが大きくなると、マグネット１３がより径方向外側に配置されることになる。したがって、一般に、ロータ４のリラクタンストルクは大きくなる。
また、マグネット１３の径方向外側面１３ｂと、各膨出部４２の境界４２ｂとの間のギャップβが小さくなると、マグネット１３がより径方向外側に配置されることになる。したがって、一般に、ロータ４のリラクタンストルクは大きくなる。このように、ギャップαおよびギャップβと、ロータ４のリラクタンストルクとは密接に関係する。
【００４８】
ところで、ギャップαおよびギャップβの大きさは、マグネット１３の径方向の位置により決定される。ここで、マグネット１３の径方向の位置は、上述のとおり端部マグネット規制部材５０ａの一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂによって挟持されて決定される。したがって、精度良くマグネット１３の位置決めができるので、良好な特性を有するロータ４を形成できる。また、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂの位置を適宜設定することで、良好なリラクタンストルクが得られるように、所望の位置にマグネット１３を位置決めできる。
【００４９】
図８は、中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）の斜視図である。なお、第一ロータコア４１ａと第二ロータコア４１ｂとの間（図３参照）に介装される中間マグネット規制部材６０ａと、第二ロータコア４１ｂと第三ロータコア４１ｃとの間（図３参照）に介装される中間マグネット規制部材６０ｂとは、同一形状に形成されている。したがって、以下の説明では、一方側の中間マグネット規制部材６０ａについて説明をし、他方側の中間マグネット規制部材６０ｂについては説明を省略する。
【００５０】
中間マグネット規制部材６０ａには、第一ロータコア４１ａ（図３参照）側に面する第一主面６１に、マグネット挟持部６５として第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂが形成されている。また、第二ロータコア４１ｂ（図３参照）側に面する第二主面６２に、マグネット挟持部６５として第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂが形成されている。
なお、中間マグネット規制部材６０ａは、第一主面６１に第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂ，が形成され、第二主面６２に第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂが形成されている以外は、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）と基本構成が同一である。したがって、以下では、第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂ、および第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂの形状の詳細な説明については省略する。
【００５１】
図８に示すように、第一主面６１に形成された第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂと、第二主面６２に形成された第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂとは、各ロータコア４１ａ，４１ｂ，４１ｃのスキュー角θ１に対応して、周方向に角度θ１だけ位相がずれて形成されている。したがって、各ロータコア４１ａ，４１ｂ，４１ｃ間に中間マグネット規制部材６０ａ，６０ｂを配置したとき（図３参照）、各ロータコア４１ａ，４１ｂ，４１ｃに配置されるマグネット１３（図３参照）は、スキュー角θ１だけ位相がずれた状態で位置決めされる。
【００５２】
（第一実施形態の効果）
本実施形態によれば、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）に形成された径方向規制片５６ａ，５６ｂ、および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）に形成された径方向規制片６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂでマグネット１３を挟持して位置決めしているので、スリット４４とマグネット１３との間に磁束の漏洩を防止するフラックスバリア４６，４７を形成できる。さらに、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）に形成された径方向規制片５６ａ，５６ｂ、および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）に形成された径方向規制片６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂは非磁性材料で形成されている。これにより、フラックスバリア領域に端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）に形成された径方向規制片５６ａ，５６ｂ、および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）に形成された径方向規制片６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂが介在しても、フラックスバリアの機能に影響を与えることがない。したがって、マグネット１３の径方向にフラックスバリア４６，４７を形成しつつマグネット１３を位置決めできる。
また、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）に形成された径方向規制片５６ａ，５６ｂ、および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）に形成された径方向規制片６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂでマグネット１３を挟持することにより、従来のように接着剤を用いることなくマグネット１３の径方向における位置決めをできる。したがって、煩雑な工程を行うことなく作業時間を短縮でき、製造コストを抑えつつ、簡単にマグネット１３の位置決めができる。
また、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）に形成された径方向規制片５６ａ，５６ｂ、および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）に形成された径方向規制片６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂの形成位置を変更するだけで、良好なリラクタンストルクが得られるように、所望の位置にマグネット１３を位置決めできる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、端部マグネット規制部材５０のシャフト挿入孔５３および中間マグネット規制部材６０のシャフト挿入孔６３に回転シャフト６を圧入するだけで端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）を第一ロータコア４１ａの軸方向の外側に固定できるので、部品点数を増やすことなく端部マグネット規制部材５０および中間マグネット規制部材６０を固定できる。また、簡単な構造で端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）を固定できるので、少ない工数でロータ４を形成できる。したがって、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）を備えたロータ４を低コストに提供できる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）には、第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂと第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂとが周方向に角度θ１だけずれて形成されているので、中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）の一方側と他方側とで周方向に角度θ１だけずれた状態でマグネット１３の位置決めができる。これにより、周方向の磁束ムラを低減でき、トルクリップルの低減できる高性能なスキュー角を有するロータ４を形成できるので、モータ特性を向上できる。
【００５５】
（第一実施形態の変形例）
図９は、第一実施形態の変形例の端部マグネット規制部材５０ａの説明図である。
図１０は、第一実施形態の変形例の第一ロータコア４１ａの説明図である。
続いて、第一実施形態の変形例における電動機用のロータ４について、図９および図１０を用いて説明をする。
第一実施形態では、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）の中央には、シャフト挿入孔５３が形成されており、回転シャフト６に対して圧入固定されていた。
これに対して、第一実施形態の変形例では、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）がロータコア４１に直接固定される点で、第一実施形態とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
【００５６】
図９に示すように、第一実施形態の変形例の端部マグネット規制部材５０ａには、シャフト挿入孔５３の径方向外側であって、周方向に隣り合う各径方向規制片５６ａ，５６ｂの間に、固定突起５４が複数（本実施形態では６個）形成されている。固定突起５４は、軸方向視略矩形状に形成されており、第一主面５１から第一ロータコア４１ａ側に向かって、軸方向に突出されている。なお、本変形例では、シャフト挿入孔５３は回転シャフト６よりも大径に形成されている。
【００５７】
また、図１０に示すように、第一実施形態の変形例の第一ロータコア４１ａには、圧入孔４３の径方向外側であって周方向に隣り合う各スリット４４の間に、固定孔４８が複数個（本実施形態では６個）形成されている。固定孔４８は、固定突起５４に対応して軸方向視略矩形状に形成されており、第一ロータコア４１ａを軸方向に貫通して形成されている。
【００５８】
固定突起５４（図９参照）と第一ロータコア４１ａの固定孔４８とは圧入固定可能なように設定されており、固定突起５４の外形は固定孔４８よりも若干大きく形成されている。そして、第一ロータコア４１ａの固定孔４８に固定突起５４を圧入固定することで、端部マグネット規制部材５０ａが第一ロータコア４１ａに取り付けられる。
【００５９】
（第一実施形態の変形例の効果）
本実施形態の変形例によれば、第一ロータコア４１ａの固定孔４８に端部マグネット規制部材５０ａの固定突起５４を圧入するだけで端部マグネット規制部材５０ａを第一ロータコア４１ａの軸方向の外側の固定できるので、部品点数を増やすことなく端部マグネット規制部材５０ａを固定できる。特に、第一ロータコア４１ａに直接端部マグネット規制部材５０ａを固定できるので、精度良くマグネット１３を位置決めできる。
【００６０】
（第二実施形態）
図１１は、第二実施形態の端部マグネット規制部材５０の説明図である。
続いて、第二実施形態の電動機用のロータ４について、図１１を用いて説明をする。
第一実施形態の端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）は、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂが平板状に形成されており、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂのマグネット１３が配置される側の面は平坦に形成されていた。これに対して、第二実施形態の端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）は、一対の径方向規制片５６ａ，５６ｂのマグネットが配置される側に、マグネット１３の周方向の移動を規制する周方向規制部として傾斜面５８，５９を備えている点で、第一実施形態の端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）とは異なっている。なお、第一実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
【００６１】
図１１に示すように、径方向内側に配置された一方の径方向規制片５６ａには、マグネット１３が配置される側（径方向外側）に、傾斜面５８，５８が形成されている。傾斜面５８，５８は、径方向内側から径方向外側に向かって離間距離が広がるように、径方向に対して傾斜して形成されている。また、マグネット１３の径方向内側の形状は、傾斜面５８，５８に対応して形成されている。具体的には、マグネット１３の径方向内側面１３ａと、周方向側面１３ｃ，１３ｄとで形成される角部は面取りされており、傾斜面５８，５８と面接触可能に形成されている。なお、径方向外側に配置された他方の径方向規制片５６ｂは径方向内側に配置された一方の径方向規制片５６ａと同様の構成であり、対称形状に形成されているため説明を省略する。
【００６２】
（第二実施形態の効果）
本実施形態によれば、端部マグネット規制部材５０（５０ａ，５０ｂ）に形成された径方向規制片５６ａ，５６ｂ、および中間マグネット規制部材６０（６０ａ，６０ｂ）に形成された径方向規制片６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂの傾斜面５８，５９とマグネット１３とを当接させることで、径方向に加えて周方向にもマグネット１３を位置決めできる。これにより、磁気特性にばらつきの少ないロータ４を形成できる。
【００６３】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００６４】
各実施形態では、ブラシレスモータ１に本発明を適用しているが、ブラシレスモータ１以外のモータにも、本発明を適用することができる。
【００６５】
各実施形態では、ステータハウジング２の開口側を軸方向の一方側とし、底部２ａ側を軸方向の他方側として説明したが、ステータハウジング２の底部２ａ側を軸方向の一方側とし、開口側を軸方向の一方側としてもよい。すなわち、端部マグネット規制部材５０は、ロータコア４１の軸方向両面のうち少なくともいずれか一方に配置されていればよい。
【００６６】
第一実施形態および第二実施形態の端部マグネット規制部材５０は、外形がロータコア４１の軸方向端面の全面を覆うように形成されていた。しかし、少なくともスリット４４の一部を覆い、各径方向規制片５６ａ，５６ｂを連結できていればよい。これは、中間マグネット規制部材６０と第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂおよび第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂとの関係についても同様である。これにより、マグネット１３の軸方向の抜けを防止しつつ、スリット４４内におけるマグネット１３の径方向の位置決めができる。ただし、ロータコア４１の軸方向端面の全面を覆うように形成することで、端部マグネット規制部材５０および中間マグネット規制部材６０の強度が確保できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００６７】
第二実施形態の端部マグネット規制部材５０は、径方向内側に設けられた径方向規制片５６ａおよび径方向外側に設けられた径方向規制片５６ｂのそれぞれに、傾斜面５８，５８および傾斜面５９，５９が形成されていた。しかし、傾斜面５８，５８および傾斜面５９，５９は、少なくとも径方向規制片５６ａおよび径方向規制片５６ｂのいずれか一方に形成されていればよい。
【００６８】
第二実施形態の端部マグネット規制部材５０には、径方向内側に設けられた径方向規制片５６ａおよび径方向外側に設けられた径方向規制片５６ｂに、周方向規制部材として傾斜面５８，５８および傾斜面５９，５９が一体形成されていた。しかし、例えば、径方向内側に設けられた径方向規制片５６ａおよび径方向外側に設けられた径方向規制片５６ｂと、周方向規制部材とを別部材で形成してもよい。
【００６９】
第二実施形態の端部マグネット規制部材５０は、周方向規制部材として、ロータコア４１の周方向に傾斜した傾斜面５８，５９が形成されていた。しかし、周方向規制部材は傾斜面５８，５９に限られることはなく、例えば湾曲した軸方向視略円弧形状の面であってもよい。
【００７０】
第一実施形態では、端部マグネット規制部材５０および中間マグネット規制部材６０は、回転シャフト６に圧入固定されていた。また、第一実施形態の変形例では、端部マグネット規制部材５０および中間マグネット規制部材６０は、ロータコア４１に圧入固定されていた。しかし、端部マグネット規制部材５０および中間マグネット規制部材６０の固定方法は、これらに限定されることはなく、例えばボルト等により締結固定してもよい。ただし、圧入により簡単に端部マグネット規制部材５０および中間マグネット規制部材６０を固定できる点で、本実施形態および本変形例に優位性がある。
【００７１】
第一実施形態では、端部マグネット規制部材５０および中間マグネット規制部材６０をロータコア４１の軸方向両側に配置し、径方向規制片５６ａ，５６ｂ、第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂおよび第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂでマグネット１３を挟持していた。しかし、例えば、端部マグネット規制部材５０のみをロータコア４１の軸方向の一方に配置し、径方向規制片５６ａ，５６ｂのみでマグネット１３を挟持してもよい。
このとき、径方向規制片５６ａ，５６ｂの軸方向の長さは、ロータコア４１の軸方向の長さと略御同一に形成するのが望ましい。これにより、径方向規制片５６ａ，５６ｂの強度を確保しつつ、端部マグネット規制部材５０の径方向規制片５６ａ，５６ｂのみでマグネット１３を位置決めできる。また、同様にして、中間マグネット規制部材６０の第一の径方向規制片６６ａ，６６ｂおよび第二の径方向規制片６７ａ，６７ｂのみでマグネット１３を挟持してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  ブラシレスモータ
４  ロータ（電動機用ロータ）
６  回転シャフト
１０  ステータコア
１３  マグネット
４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）  ロータコア
４４  スリット
４８  固定孔
５０（５０ａ，５０ｂ）  端部マグネット規制部材（マグネット規制部材）
５３  シャフト挿入孔（挿入孔）
５４  固定突起
５８，５９  傾斜面，周方向規制部
６０（６０ａ，６０ｂ）  中間マグネット規制部材（マグネット規制部材）
５６ａ，５６ｂ  径方向規制片
６３  シャフト挿入孔（挿入孔）
６６ａ，６６ｂ  第一の径方向規制片（径方向規制片）
６７ａ，６７ｂ  第二の径方向規制片（径方向規制片）
【図１】
2013102597.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013102597.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013102597.tif 000011
【図１０】
2013102597.tif 000012
【図１１】
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